Question

兩平行金屬板A、B水平放置，一個質量為m=5×10^-6kg的帶電微粒以v₀=2m/s的水平速度從兩板正中位置射入電場，如圖所示，A、B 間距為d=4cm，板長L= 10cm. （g取10m/s²）
（1）當A、B間電壓U_AB=1.0×10³V時，微粒恰好不發生偏轉，求該微粒的電性和電荷量；
（2）令B板接地，要使該微粒能穿過電場，求A板的電勢。

Answer 1

（1） 負電 （2） -600V≤φ≤2600V

試題分析：（1）V/m       （1分）
根據題意，可知該微粒帶負電，有 qE =" mg"
C             （2分）
（2）微粒剛好從B板右端射出時
運動時間     （1分）  豎直位移      （1分）
解得 加速度a₁=16m/s²             （1分）
設A板電勢為φ₁時，由加速度             （1分）
解得 V         （1分）
當微粒剛好從A板右端射出時，設A板電勢為φ₂，同理有
運動時間       豎直位移  
解得 a₂=16m/s²
而                 （1分）
V       （1分）
則要使微粒從兩板間飛出，A板的電勢φ的取值為：-600V≤φ≤2600V
點評：本題第一問微粒恰好不發生偏轉，說明微粒受的重力和電場力是平衡力，第二問考查學生的發散思維，要討論微粒恰好從A板射出，或微粒恰好從B板射出分別進行計算。